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页数:233

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出版时间:2001-1

价格:20.00元

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isbn号码:9787534117169

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《机械设计基础：理论与实践》 作者： 张伟，李明 出版社： 科技教育出版社 出版日期： 2023年10月 --- 图书简介 《机械设计基础：理论与实践》是一本全面深入阐述现代机械设计基本原理、方法和工程应用的权威性教材。本书旨在为机械工程、材料科学、自动化等相关专业的本科生及研究生提供坚实的理论基础和丰富的工程实践指导，同时也是从事机械设计、制造与维护的工程师们案头必备的参考手册。 本书内容涵盖了机械设计领域的核心知识体系，结构严谨，逻辑清晰，注重理论与工程实践的紧密结合。全书共分为四个主要部分，近三十个章节，力求覆盖现代机械设计所必需的关键技术要素。 第一部分：机械设计基础理论与材料科学 本部分着重于建立坚实的理论基石。首先，深入探讨了机械工程中的静力学与动力学基础，包括刚体平衡、受力分析、运动学与动力学原理在机械系统中的应用，为后续的强度分析和运动机构设计打下基础。 随后，重点聚焦于机械传动原理。详细讲解了各类常见传动形式的工作特性、设计计算与失效分析，包括： 1. 齿轮传动系统： 阐述了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮的几何尺寸计算、强度校核（齿根弯曲强度、齿面接触强度）以及制造精度对传动性能的影响。特别引入了非标准齿轮设计的初步概念。 2. 带传动与链传动： 对V带、平带、同步带的拉力计算、中心距选择、效率分析进行了详尽的阐述。链传动的节距、传动比、润滑要求和寿命预测也得到了充分的讨论。 3. 摩擦与润滑基础： 深入分析了滚动摩擦与滑动摩擦的机理，介绍了不同工况下的润滑理论（流体润滑、边界润滑），以及润滑脂和润滑油的选择标准与性能评估方法。 第二部分：机械零部件的强度与可靠性设计 强度分析是机械设计安全性的核心。本部分系统地介绍了机械零部件在各种载荷下的应力状态分析和可靠性设计方法。 1. 材料力学回顾与扩展： 涵盖了应力、应变分析、强度理论（冯·米塞斯、特雷斯卡）的应用。重点扩展了疲劳强度设计，包括S-N曲线的绘制与应用、修正系数的选取、高周疲劳与低周疲劳的区分，以及疲劳寿命的预测模型。 2. 连接元件设计精要： 螺纹连接： 详细介绍了普通螺纹、传动螺纹的预紧力计算、防松技术（如结构防松、附加力矩防松）及失效分析。 键、销与过盈配合： 深入讲解了键连接的受力分析、剪切与压溃强度的校核，以及过盈配合的尺寸、公差与配合制度在轴承安装中的应用。 焊接与铆接： 讨论了不同焊缝的强度计算方法，以及承受交变载荷时的焊接结构设计原则。 3. 轴系零部件设计： 对轴的强度设计（静强度、疲劳强度）、刚度校核、临界转速估算进行了全面的论述。重点讲解了轴承的选型、安装、润滑与维护，特别是滚动轴承和滑动轴承在不同载荷和转速下的寿命计算与优化。 第三部分：机构运动与控制 本部分侧重于机械运动的产生、传递与控制。 1. 机构运动分析： 深入讲解了平面连杆机构、凸轮机构、齿轮系（包括复合齿轮系和行星齿轮系）的运动规律分析，包括瞬心法、速度瞬时中心法和解析法。特别强调了机构运动方案的创新与选择。 2. 机构动力学与振动控制： 引入了机构的动态误差分析和机械振动学基础。讨论了如何通过质量平衡、柔性件设计和隔振技术来抑制机械系统的振动与冲击。 3. 柔性机构设计： 首次系统介绍了柔顺机构（Compliant Mechanisms）的基本原理、有限元分析方法及其在精密仪器和微操作中的应用。 第四部分：现代机械设计方法与工程实践 本部分将理论知识与现代工程工具和设计流程相结合。 1. 计算机辅助设计与分析（CAD/CAE）： 详细介绍了在机械设计过程中如何利用主流三维建模软件进行零部件建模、装配和工程图生成。重点阐述了有限元分析（FEA）在应力集中、模态分析和热分析中的应用流程与结果解读。 2. 现代设计方法论： 引入了可靠性设计（Reliability-Based Design Optimization, RBDO）的概念，探讨了在不确定性环境下如何量化风险并进行设计决策。同时，简要介绍了面向对象的设计思想在复杂系统集成中的应用。 3. 制造工艺性与装配性： 强调“设计即制造”的理念。详细分析了零件的可加工性评估，例如铸造、锻造、机械加工的余量控制。并引入了装配性设计（Design for Assembly, DFA）的原则，旨在简化装配过程，降低制造成本。 特色与优势： 丰富的工程案例： 每章均配有源于实际工业项目的案例分析，帮助读者理解理论在实际工程问题中的应用。 前沿技术整合： 讨论了智能制造背景下，机械设计如何融入传感器技术、物联网（IoT）和预测性维护的概念。 习题与思考题： 章节末尾提供了难度适中的习题，涵盖了计算分析和概念理解，以巩固学习效果。 本书不仅是知识的传授，更是工程思维的塑造。通过系统的学习，读者将能够独立完成中小型机械系统的概念设计、详细设计与优化工作，为未来成为优秀的机械工程师打下坚实的基础。

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内容组织上，这本书展现出极强的逻辑性和层进性，完全符合工程学科循序渐进的特点。它的章节划分不是随意的，而是遵循了一条清晰的学习路径：从基础概念的建立，到单项技术的深入剖析，再到跨学科的系统集成与优化。更值得称赞的是，作者在每章末尾设置的“思考与拓展”环节，那些问题往往不是标准答案式的习题，而是开放性的、需要综合运用所学知识进行论证或设计的挑战。这迫使我必须跳出课本的框架，去思考解决方案的多种可能性，培养了真正的工程思维，而不是仅仅停留在“做对题”的层面。这种引导式的学习设计，让每一次完成章节学习都像完成了一次小型的项目调研，成就感十足。

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这本书的装帧设计非常考究，封面采用了哑光质感，触感细腻，中央的烫金字体在光线下低调地闪烁着，透露出一种专业和严谨的气息。内页纸张的厚度和颜色也经过精心挑选，既保证了长时间阅读的舒适性，又有效减少了反光。整体而言，它给我的第一印象是“精品制作”，完全不像许多同类教材那样粗糙简陋。版式布局清晰明了，图文排版疏密有致，即便是复杂的工程图示和公式，也能做到条理分明，阅读体验极佳。而且，书的装订非常结实，书脊平整，不用担心频繁翻阅后会散页，这对于一本需要经常查阅和使用的教材来说至关重要。每一次翻开它，都觉得是在接触一本用心打磨的作品，而不是随便印制的资料集。这种对细节的关注，无疑提升了学习的愉悦感。

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这本书的语言风格非常平实而有力，没有过多的学术腔调，读起来丝毫没有枯燥感。作者仿佛是一位经验丰富的工程师导师，在向你娓娓道来他的毕生所学，语气中充满了对科学的尊重和对实践的敬畏。尽管涉及的领域非常专业和前沿，但作者总能用精炼、准确的语言进行表述，避免了晦涩难懂的行话堆砌。即使是初学者，在遇到难以理解的专业术语时，也能在紧随其后的解释或案例中找到清晰的锚点。这种“专业而不高冷”的叙事方式，使得阅读过程成为一种享受，极大地提高了学习的主动性和持续性。阅读完毕后，我感觉自己不仅收获了知识，更像是获得了一套解决工程问题的思维工具箱。

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我尤其欣赏这本书在图示和插图方面的创新。许多工程教材的配图往往是生硬的、缺乏生命力的二维线稿，但这本书中的插图则使用了大量的彩色三维渲染图和剖面图，直观性强到令人赞叹。例如，在介绍复杂机械结构的工作原理时，作者通过分层展示和动态模拟的示意图，将原本需要耗费大量时间去想象的内部运动过程，清晰地呈现在眼前，仿佛能“看穿”机器的每一个部件是如何协作的。很多过去困扰我的概念，仅仅通过观看这些高质量的图示，瞬间就豁然开朗了。这种视觉化的学习辅助，极大地降低了理解复杂系统的认知门槛，特别是对于视觉学习者来说，无疑是一大福音。图片质量之高，甚至可以单独作为工程图示的参考资料。

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这本书的理论深度和广度都达到了一个令人惊喜的平衡点。它没有陷入纯粹的数学推导泥潭，而是非常巧妙地将抽象的工程原理与实际的应用场景紧密结合起来。作者在阐述核心概念时，总是先给出一个贴近现实的案例背景，让人立刻明白“为什么我要学这个”，这极大地激发了我的学习动力。例如，在讲解材料力学的部分，不是简单地罗列胡克定律，而是通过分析一座大型桥梁在不同荷载下的应力分布来引入，这种由宏观到微观的过渡，让知识点不再是孤立的公式，而是构建宏大系统的基石。此外，书中对历史上的经典工程失误案例的分析也十分精辟，它们像是无声的警钟，提醒着读者在实际操作中必须保持敬畏之心和严谨态度。这种注重实践智慧的教学方法，远比死记硬背有效得多。

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